隧道穿越顶部既有富水空区的综合施工技术

隧道穿越既有富水采空区综合施工技术是隧道建设中面临的特殊工程问题,目前我国采空区隧道建设技术尚处于摸索阶段。以在建重庆万(州)—开(县)高速公路铁峰山2号隧道为依托工程,对隧道穿越顶部富水采空区洞段,采用超前预注浆止水、周边径向注浆堵水等治水方法,堵排结合,有效地控制了隧道施工中涌水等现象,保证了隧道施工安全顺利进行。该隧道的施工经验可为同类工程的施工提供有益的借鉴和参考。     

某岩溶富水区隧道下穿河流暗挖施工技术

贵阳轨道交通1号线下穿南明河段,该工程处于岩溶富水区域,地质条件复杂,采用光面爆破施工技术并结合全断面预注浆处理。从全断面预注浆、洞内加固支护、炮孔布置、装药结构等方面阐述和优化了南明河隧道爆破设计方案,同时对全断面预注浆堵水效果、隧道超欠挖和爆破振动效应安全检验进行了验算实践表明,取得了较好的施工效果。该工程对溶岩富水等复杂条件下暗挖隧道施工具有指导和借鉴意义。     

隧周帷幕注浆施工对隧道结构稳定性的影响研究

隧道穿越岩溶区施工中,洞周帷幕注浆止水是隧道辅助施工的有效方法,以在建宜万铁路金子山隧道穿越97 m的F2富水洞段为例,建立了隧道帷幕注浆模拟的数值模型,详尽分析了掌子面距富水断层不同距离时隧道掌子面岩体的应力场和位移场,探讨了不同条件时隧道的稳定性;同时就隧道施工中不同帷幕加固范围时隧道围岩的位移、应力进行分析,探讨了隧道帷幕注浆安全、经济、合理的加固范围。以上两方面的讨论为金子山隧道帷幕注浆提供了必要的技术支持,论文的研究方法和研究思路可供同类工程借鉴。     

金子山隧道穿越F2富水断层带的帷幕注浆综合施工技术探讨

宜万铁路地处云贵高原区与长江中下游平原区的结合部,线路沿线地形复杂,其正线桥隧占线路总长的74%,其中70%的隧道穿越碳酸盐岩岩溶地层,隧道穿越岩溶区施工中存在隧道塌方、突泥、突水等高风险,是典型岩溶隧道灾害区。以宜万铁路金子山隧道为依托工程,详细介绍了金子山隧道穿越岩溶富水F2断层的帷幕注浆施工方案,探讨了金子山隧道帷幕注浆的施工组织、机械设备和人员的配备和施工安全保障。宜万铁路金子山隧道穿越长100 m岩溶富水断层的帷幕注浆施工为同类工程的施工提供了必要的技术资料和经验借鉴。     

化学灌浆在富水砂层隧道开挖中的应用

采用有机固化剂与水玻璃配制化学浆液,在室内进行模拟注灌浆试验,确定了合适的浆液配比,并应用于富水砂层隧道开挖,解决了水泥双液注浆不能克服的难题。化学灌浆对固结暗挖隧道中富水砂层（尤其是粉细砂层）,保护周围构筑物和管线,能有效的降低施工风险,在市政、公路、水利等暗挖隧道施工中具有较好的应用前景。     

帷幕注浆在阿尔金山隧道突泥涌水处治中的实践与思考

为解决全强风化花岗岩地质条件下突泥涌水突发性、灾害性的难题,依托柳园至格尔木国家高 速公路（Ｇ3011）关键控制工程阿尔金山隧道,在传统帷幕注浆处治岩溶涌水、断层破碎带涌水技术的基 础上,针对阿尔金山隧道高寒、高海拔自然条件下内燃机降效严重、注浆压力损失和水泥水化速度减缓、 早期强度低等情况,结合全强风化花岗岩地层强度低、结构松散,水稳性差,在富水条件下极易崩解形成 流塑体而发生突涌的特点,现场通过 ＴＳＰ、地质雷达和超前水平钻孔等综合勘察预报手段,实验确定新 型注浆材料、压力与配合比,采取前进式、后退式和集束袖阀管注浆等帷幕注浆组合措施取得了较好的 封闭固结效果,为隧道通过富水断层破碎带创造了条件,保证了项目的顺利实施。     

岩溶隧道帷幕注浆止水技术及施工——以宜(昌)万(州)铁路金子山隧道为例

强岩溶区隧道施工中,隧道周边一定范围内的岩溶地下水在隧道施工中将导致隧道岩体工程地质和水文地质条件发生变化,造成围岩强度降低,渗透水压力增加,并可能造成隧道的突然涌水和突泥事故,帷幕注浆是隧道等地下工程施工中防渗止水的有效技术。以在建宜昌-万州铁路金子山隧道为依托工程,在介绍隧道帷幕注浆目的、注浆止水的机理基础上讨论了金子山隧道帷幕注浆止水施工工艺和注浆施工方案,详尽介绍了帷幕注浆的施工组织、机械设备和人员的配备,并就帷幕注浆中注浆量的推算和止浆墙的安全厚度进行了重点探讨,金子山隧道帷幕注浆的成功经验可为同类工程的施工提供技术资料和经验借鉴。     

富水山岭隧道开挖工法对围岩稳定性的影响研究

为了探究富水山岭隧道施工工法对周边围岩稳定性的影响,基于数值分析研究手段模拟了全断面法、两台阶法以及ＣＤ法三种施工开挖过程,重点研究了围岩变形、应力分布特征以及沉降规律。结果表明:ＣＤ法施工引起的拱顶沉降为５．６６ｍｍ,拱部隆起为４．５９ｍｍ,对于洞周变形的控制优于全断面法和台阶法。特别是在围岩富水后力学强度降低的条件下,ＣＤ法可充分发挥初期支护的支挡作用,有效控制隧道整体变形。天然条件下,三种工法引起的上部沉降差异较小,但在富水条件下,ＣＤ法对于控制上部沉降的效果更加显著。     

浅埋富水隧道施工大变形原因分析与应对措施

为解决富水条件下隧道洞口浅埋段大变形问题突出、施工难度大的问题,依托在建福州市董奉山隧道项目,对隧道断面大变形的破坏特征及原因进行了详细分析,并提出针对性应对措施。结果表明：洞口浅埋富水地段受地层、地形、水环境及施工等因素影响,大变形以拱顶沉降为主,且在开挖后较短时间里变形急剧增加;隧道大变形表现为“急剧增长-缓慢增长-趋向稳定”3阶段变化规律,急剧增长阶段主要集中在下台阶开挖之前,其围岩变形量约占整个沉降变形的75%～80%。根据大变形分析情况提出：开挖前采用“超前帷幕注浆+井点降水”的辅助加固措施,改善掌子面前方围岩施工环境;开挖中采用钢架型号加强、中下台阶大直径锁脚及上台阶大拱脚等措施,可较大程度地控制隧道大变形发展,保证洞内施工安全。相关经验可供类似工程借鉴。     

高压大流量地下水隧道开挖超前帷幕注浆参数研究

锦屏水电站锦屏山隧道开挖中面临高压大流量地下水、且富水地段长(约占隧道全长的40%)的难题。为安全、可靠地进行隧道施工,以注浆材料的适应性、超前帷幕注浆的参数及工艺为研究对象,对浆液做了大量配合比试验,分析其流动性、物理力学性能和凝结时间。研究结果表明:用纯水泥进行单液浆帷幕注浆,其可注性好,可大大地提高注浆加固效果;纯水泥+双液浆对局部小的渗漏水具有很好的封堵效果。对于低于2 MPa的压力水,注浆压力取2~3倍的静水压力;对于高于5 MPa的压力水,注浆压力取净水压力加2~3 MPa。对于在2~5 MPa之间的压力水,注浆压力可灵活选取,但不宜超过7 MPa,注浆应采用孔内循环灌注的方式。地下水发生在断层破碎带时,超前帷幕注浆宜采用全断面帷幕;若出水段以溶蚀裂隙、断层、管道为主宜采用有针对性的局部超前帷幕注浆。该技术成功解决了锦屏山隧道高压大流量地下水封堵的难题,对富水地层地下隧洞施工具有重要参考价值。     

盾构隧道壁后注浆压力对地表沉降的影响分析

为直观了解盾构隧道施工过程中壁后注浆压力对土体变形的影响,分析盾构隧道注浆压力大小对管片上浮的影响,保证在隧道施工过程中采用合理的注浆压力,控制地表变形量。采用FLAC3D软件对上海某越江隧道施工过程进行了数值模拟,分析注浆压力对管片上浮的影响。结果表明:在不同注浆压力及不同分布形式情况下,土体受扰动程度差异较大;当注浆浆液充填等待层后,随着注浆浆液逐渐硬化,盾构隧道管片会逐渐形成上浮趋势,上浮量与注浆压力有关,当注浆压力控制在0.2～0.3MPa时,地表变形量可以得到有效控制,所以施工中应该值得注意。同时也为今后的盾构隧道数值模拟与现场施工提供参考。     

巨厚富水松散砂层溃砂灾害现状与注浆固沙技术研究及应用

富水砂层是工程建设常遇见的不良地层,在含水或动力扰动下具有自流性,处理不当常会引起向临空面溃涌并充填人类有用空间和地表大面积塌陷,形成涌水溃砂灾害。通过总结富水砂层地下工程和煤矿开采中的突水溃砂机理及防治研究现状,针对富水巨厚砂层下的隧道和采矿工程中出现的涌水溃砂灾害,结合已有研究总结了涌水溃沙产生机理及主要因素,通过室内实验和现场测试,研究了巨厚富水砂层注浆固沙施工方法,形成了专利技术。通过两个工程实例分别介绍了浅埋煤层薄基岩顶板上覆厚松散层井下注浆改造工艺和巨厚富水砂层斜井地面注浆固沙工艺,在实践应用中验证了所提技术的有效性。     

富水砂卵石地层ＥＰＢ盾构衡盾泥辅助施工关键技术研究

以长沙市某电力盾构隧道为背景,针对富水砂卵石地层中传统泥膜护壁工艺和地表沉降控制 技术的不足,通过室内试验和现场实践的方法,进行了富水砂卵石地层衡盾泥辅（ＨＤＮ）助带压换刀和 盾构掘进地表沉降控制关键技术研究。现场实践表明:在衡盾泥辅助带压换刀施工中,注入衡盾泥后在 富水砂卵石地层的开挖面形成的泥膜质量好,泥膜护壁效果非常明显,有效解决了渗水透气问题;在衡 盾泥辅助盾构掘进中,衡盾泥可有效填充盾体与土体之间的开挖间隙,显著提高了同步注浆及二次注浆 效果,累计地表沉降最大值仅为５．７５ｍｍ,达到了盾构推进时的沉降控制目标。     

HSC特种注浆材料在富水洞段止水灌浆中的应用

HSC特种注浆材料属超细水泥灌浆材料,其可注性好,凝结时间可根据施工要求调整,结石强度高,注浆时对岩层扰动小。辽东某大型输水工程在富水洞段开挖时因受地质条件差,河谷段水压较高等原因影响,在开挖时发生片帮、掉块和坍塌等情况,地下水较发育,局部有涌水现象,为保证混凝土二次袝砌的施工质量,采用HSC特种注浆材料对富水洞段进行止水灌浆,有效地控制了渗、涌水,对类似工程有借鉴价值。     

浅埋软岩隧道出口长管棚注浆施工

讨论了浅埋软岩隧道出口长管棚注浆施工的注浆方式、方法,以及浆液配比、凝胶时间控制、注浆顺序和结束标准等,总结了施工经验。     

富水砂性地层中地铁盾构下穿铁路施工引起的沉降分析

以富水砂性地质条件下某地铁区间盾构隧道下穿铁路施工工程为背景,研究下穿施工引起地 表沉降的规律。首先对Ｐｅｃｋ方程进行分析,提出地表差异沉降系数的概念,用于表征盾构施工引起的 地表最大差异沉降。然后利用数值模拟方法分析地层损失率、隧道埋深、地层加固等因素对铁路设施沉 降的影响规律。结果表明:地层损失率在０．５％ ～３．０％变化时,减小地层损失可以同时降低地表沉降 及差异沉降,控制地层损失率在１．０％以内,可满足铁路设施变形控制标准;增大隧道埋深可以降低地 表最大沉降量,同时可以降低地表最大差异沉降;对隧道周围土体注浆加固可以显著降低盾构下穿铁 路施工引起的铁路设施沉降。     

通过岩溶富水破碎洞段的长大隧道快速综合施工技术

金子山隧道是宜万铁路8座长大一级风险隧道之一,隧址地形、地貌复杂,地质条件多变,施工中不良地质灾害频发,施工难度很大。以金子山隧道穿越F2岩溶富水破碎带施工为工程背景,详细介绍了隧道穿越该断层破碎带的施工方案。为合理评价隧道的稳定性,在现场监测基础上提出了基于承载体变位分析的位移量(率)评价标准,将这一标准运用到金子山隧道穿越岩溶富水破碎带的施工监测中,取得了较好的效果。     

软弱围岩隧道塑性区注浆效果研究

根据李家冲隧道的地质情况,采用FLAC3D软件对软弱围岩条件下隧道的注浆效果进行了研究。分析了注浆前后围岩塑性区的变化情况及隧道施工过程中围岩深部移位元随时间的变化情况。数值分析和实际监测的结果皆表明:围岩预注浆能缩小塑性区范围,改善围岩的物理力学性质,可以有效控制围岩的深部位移,且两者结果相差不大。说明可以运用FLAC3D软件对隧道围岩注浆效果进行分析研究。     

岩溶富水隧道超前地质预报技术——以宜(昌)万(州)铁路金子山隧道为例

岩溶富水隧道施工中对隧道掌子面前方一定范围内的地质情况进行超前探测和预测预报是保证隧道施工安全的关键技术。在宜万铁路金子山隧道岩溶富水区施工中,引进了TSP203隧道地质超前预报系统、红外线测水仪等先进仪器进行多途径超前地质预报。针对当前物理探测存在的多解性的特点,在施工实践中逐渐形成了以中长超前物探和超前水平地质钻探验证为主,辅以短距离地质素描超前分析和施工前超长炮孔加密确认的“多阶段、多手段、多层次”的“综合立体式超前预报技术”。以此技术为依托对强岩溶区富水隧道施工进行超前地质预测、预报,成功地穿越了金子山隧道进口工区岩溶富水带。     

断层破碎带公路隧道底鼓小导管注浆数值模拟

隧道仰拱底鼓危害较大,处置措施中径向注浆加固较为普遍有效,为进一步分析断层破碎带地 质条件下合理的底鼓小导管注浆长度,基于某断层破碎带富水泥质粉砂岩公路隧道底鼓全面检测,分析 注浆加固机理及成效,利用有限元软件ＦＬＡＣ３Ｄ模拟底鼓在不同长度小导管注浆时围岩竖向位移分布及 塑性区变化情况,结果表明:径向注浆加固隧道底鼓能改善围岩力学性能,提高承载力;对比分析注浆小 导管长度,考虑安全和经济的前提下采用６．０ｍ长度注浆小导管最为合适;监测结果验证注浆后支护结 构渐趋稳定。